除铍螯合剂效果评价方法研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:sfwyb
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铍具有优异的核性能和物理性能,是当今核能、国防、航空航天和电子工业等领域中不可或缺的材料成分。虽然铍及其化合物是“战略性”的工程材料,但对人类也有致癌性,2017年被国际致癌研究中心(IARC)列为第一类致癌物,其中氟化铍是毒性最高的可溶性铍盐。这就对从事铍相关职业的工作人员带来了严重的安全隐患。因此,铍病的预防和治疗手段也就变得尤为重要。螯合疗法作为预防和治疗铍中毒的有效手段之一,其关键问题就在于铍螯合剂的选择。但由于生物系统中存在动态且复杂的关系,使得往往在生命体外有资格成为理想螯合剂的化学品在体内可能无法证明这一点,因此找到一种能够将生命体外和体内相联系的铍螯合剂研究方法就具有了非常重要的意义。本课题希望建立一种除铍螯合剂的效果评价方法。该方法不仅能够在体外快速、直观且高效的筛选出能够有效螯合铍的螯合剂,而且能够验证螯合剂在生理条件下对铍的螯合效果,并进一步探究螯合剂可能带来的副作用。本课题将选用氟化铍作为铍试剂,乙二胺四乙酸三钠(EDTA三钠)、酒石酸钾钠和牛磺酸作为铍螯合剂。第一部分实验将采用紫外-可见分光光度法研究螯合剂对铍的螯合效果。实验使用铬天青S作为显色剂,通过不同的螯合剂对螯合物铍-铬天青S吸光度的抑制情况来反映对铍的螯合效率。实验结果表明三种螯合剂对铍的螯合效率为:EDTA三钠>酒石酸钾钠>牛磺酸。该方法可被作为铍螯合剂的普筛方法。第二部分实验是验证生理条件下螯合剂对铍的螯合效果。以血清作为基体用来模拟生理条件,在血清中分别加入氟化铍(0.2μg Be/m L.血清)和螯合剂,使用超滤离心管对加入不同螯合剂后的含铍血清进行离心分离,最后通过采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定离心后的血清浓缩液和离心液里铍离子的含量,反映出螯合剂对血清中铍的去除效果。实验结果表明在模拟生理条件下牛磺酸和低浓度(100CBe)酒石酸钾钠对血清中的铍无法起到有效的清除作用。低浓度EDTA三钠则需要多次螯合才能对血清中的铍起到有效的清除,同时反映出血清中其他金属离子的存在对低浓度的EDTA三钠产生了较大的干扰。而高浓度(人体每日可摄入最大剂量限值)的EDTA三钠和酒石酸钾钠可以从机体内有效的去除铍离子。因此EDTA三钠和高浓度酒石酸钾钠可以被用来作为铍螯合剂。在验证完螯合剂在生理条件下对铍的螯合效果后,还需要初步验证螯合剂是否会产生副作用,即是否会对机体内的其他必要金属元素带来影响。使用ICP-MS对样品进行分析,结果表明EDTA三钠会对机体内Mg、Zn、Sr、Ba、Fe、Cu元素产生较大的影响,而高浓度酒石酸钾钠仅对Mg、Ba元素产生影响。综合三部分实验所得出的结论,反映出EDTA三钠对铍的螯合效果更好,但对机体内多种金属离子有较大的影响,因此不适用于长期使用,更适合作为急性铍病的治疗手段。酒石酸钾钠对铍的螯合效果没有EDTA三钠好,但副作用较小,适用于长期使用,因此更适合作为预防铍病以及治疗慢性铍病的手段。同时还反映出机体内Mg、Ba元素的存在严重干扰螯合剂对铍的去除。本课题所建立的研究方法不仅能够快速的筛选并对比出适用于体外环境下的铍螯合剂,同时还能够借助血清模拟生理条件的内部环境,从而初步验证螯合剂对生命体的适用性。该研究方法不仅适用于研究铍螯合剂,同时还适用于其他有毒金属螯合剂的研究。该方法的建立对预防和治疗有毒金属疾病具有一定的意义。
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